CN115667959A - 用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法和变压器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法，其中监控由至少一个电源(5)提供的输入电压(UE)并且将其转换为施加到至少一个车辆部件的至少一个输出电压(UA)，本发明还涉及一种用于为至少一个电子车辆部件提供能量的变压器组件(1)，具有：至少一个变压器(3)，被实施为将由至少一个电源(5)提供的输入电压(UE)转换为被施加到至少一个车辆部件的至少一个可预设的输出电压(UA)；电压监控器(14)，被实施为检测输入电压(UE)；以及评估和控制单元(12)，被实施为执行用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法。在此，如果所施加的输入电压(UE)超过可预设的目标电压值，则对电源(5)加载可预设的电流水平，其中如果输入电压(UE)即使在电源(5)被加载的情况下仍保持超过可预设的目标电压值，则将输入电压(UE)转换为至少一个输出电压(UA)。

Description

用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法和变压器组件
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求1前序部分的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法。本发明的主题还包括用于为至少一个电子车辆部件提供能量的相应变压器组件，其具有评估和控制单元，该评估和控制装置被实施为执行用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法。
背景技术
车辆的几乎所有电子部件都具有将从外部提供的供电电压转换为部件内所需的其他电压电势的电路部分。这样的电路部分也被称为变压器，并且在指定的输入电压内提供一个或多个限定的输出电压，以便为后续部件提供能量。为了确保变压器的安全工作，需要一个最小输入电压值，变压器从该最小输入电压值起能够提供所需的输出电压。在通常的实践中，该最小输入电压值仅固定在某个第一电压值，如果超过该值，则变压器开始电压转换，如果超过某个与之匹配的第二电压值，则再次停用电压转换。该方法在以下情况下会变得有问题，即输入电压非常接近激活极限并且具有高内阻，使得电压在加载下又崩溃并且变压器又被停用。由于由此引起的输出电压的偶发接通和断开，后续部件、特别是微控制器和微处理器可能会出现有问题的、不可预测的行为。通过接通和断开阈值的简单迟滞无法防止电压转换的不期望的偶发接通和断开的问题。
从DE 10 2007 001 573 A1中，已知一种具有用于车辆的多个传感器的装置和用于为至少一个车辆部件提供能量的通用方法。该装置包括与车辆的控制单元通信的接口。此外，该装置还具有通用的变压器组件，其可以与车辆的电网和至少一个控制单元连接，以用于该至少一个控制单元的提供能量，并且该装置还包括用于电压转换的器件。在此，用于电压转换的器件将来自电网的输入电压转换为用于为至少一个控制器提供能量的至少一个输出电压。该方法检验是否存在来自电网的输入电压。如果是这种情况，则将输入电压进一步转换为至少一个输出电压。然而，如果不是这种情况，则使用储备电能在一定的自给自足时间内为大多数传感器和至少一个控制器提供能量。
发明内容
具有独立权利要求1的特征的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法和用于为至少一个电子车辆部件提供能量的变压器组件分别具有的优点是，在执行输入电压到至少一个输出电压的电压转换之前，检验提供用于电压转换的输入电压的电源的加载能力。
本发明基于以下事实，即在激活至少一个变压器之前评估电源的内阻，并且仅当该内阻低于某一值时才激活该至少一个变压器。利用该方法可以确保当至少一个变压器被激活时输入电压不会由于加载而崩溃，不会进而导致变压器的停用。这意味着，当变压器被激活时，也有足够的输入功率来确保变压器继续工作。由此不会再出现对后续级至关重要的偶发接通和断开。
本发明的实施方式提供了一种用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法，其中监控由至少一个电源提供的输入电压并且将该输入电压转换为施加到至少一个车辆部件的至少一个输出电压。在此，如果所施加的输入电压超过可预设的目标电压值，则对电源加载可预设的电流水平，其中如果输入电压即使在电源被加载的情况下仍保持高于可预设的目标电压值，则输入电压转换或变换为至少一个输出电压。
此外，提出了一种用于为至少一个电子车辆部件提供能量的变压器组件，其具有：至少一个变压器，被实施为将由至少一个电源提供的输入电压转换或变换为被施加到至少一个车辆部件上的至少一个可预设的输出电压；电压监控器，被实施为检测输入电压；以及评估和控制单元，被实施为执行用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法。
通过预设的电流水平，可以简单且快速地检验电源的内阻是否具有足够小的值，以使得电源可以提供用于运行至少一个变压器所需的功率。用于加载检验的电流水平可以有利地适配于所使用的电源和变压器的规格。
在此，评估和控制单元可以被理解为处理或评估所检测的传感器信号的电气部件。为此，评估和控制单元可以具有至少一个用于处理信号或数据的运算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储单元、与用于读取传感器信号或输出控制信号的传感器或其他部件的至少一个接口和/或至少一个用于读取或输出嵌入在通信协议中的数据的通信接口。该至少一个接口可以基于硬件和/或软件来构造。在基于硬件的构造方式中，接口例如可以是所谓的ASIC(ASIC：专用集成电路)系统的包含评估和控制单元的各种功能的部分。此外，评估和控制单元本身可以被实施为ASIC(ASIC：专用集成电路)系统。而还可行的是，接口是单独的集成电路或者至少部分地由分立元件组成。在基于软件的构造方式中，接口可以是例如与其他软件模块并存于微控制器上的软件模块。运算单元例如可以是信号处理器、微控制器等，其中存储单元可以是闪存存储器、EEPROM或磁性存储单元。通信接口可以被设计为无线地和/或有线地读取或输出数据。还有利的是具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码可以存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读的载体上，并且当该程序由评估和控制单元运行时用于执行评估。
通过在从属权利要求中列出的措施和改进方案，可以有利地改进在独立权利要求1中说明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法和在独立权利要求6中说明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的变压器组件。
特别有利的是，在将输入电压转换为至少一个输出电压之前，可以切断对电源的加载。由此可以防止电源在电压转换期间被额外加载。
在该方法的有利设计方案中，如果输入电压由于对电源的加载而下降到低于可预设的目标电压值，则输入电压不可被转换为至少一个输出电压。由此可以实现安全的电压转换或电压变换，因为防止了偶发的接通和断开。
在该方法的另一有利设计方案中，电源可以加载可预设的电流水平例如持续可预设的时间段。如果输入电压在该时间段内没有崩溃，则电源足够稳定。该时间段可以有利地适配于所使用的电源和变压器的规格。
在该方法的另一有利设计方案中，如果输入电压下降到低于可预设的目标电压值，则可以切断对电源的加载。由此可以防止或至少减少电源的进一步损坏。
在变压器组件的有利设计方案中，评估和控制单元可以被实施为根据可预设的规则激活至少一个变压器。电压监控器还可以被实施为连续地将所检测到的输入电压与可预设的目标电压值进行比较，并且将比较结果输出到评估和控制单元。与预定目标电压值的比较使得可以非常简单地实现对输入电压的监控。评估和控制单元还可以被设计为当输入电压高于可预设的阈值时激活可切换的电流阱，该电流阱对至少一个电源加载可预设的电流水平。可切换的电流阱的使用使得可以简单且快速地检验电源的加载能力。此外，如果在激活电流阱之后所检测到的输入电压保持高于可预设的阈值，则评估和控制单元可以激活至少一个变压器，或者如果输入电压由于对电源的加载而下降到低于可预设的目标电压值，则评估和控制单元不激活至少一个变压器。由此可以实现安全的电压转换或电压变换，因为可以安全地防止偶发的接通和断开。
在变压器组件的另一有利设计方案中，电压监控器的目标电压值可以被预设为固定的阈值或可自由选择的阈值。可自由选择的阈值使得可以更好地适配于所使用的电源和变压器的规格，而固定预设的阈值可以更简单且更低成本地实现。
在电压转换器装置的另一有利实施例中，可切换的电流阱的电流水平可以被预设为固定的电流值或可自由选择的电流值。可自由选择的电流水平使得可以更好地适配于所使用的电源和变压器的规格，而固定的电流水平可以更简单且更低成本地实现。
在变压器组件的另一有利设计方案中，评估和控制单元、电压监控器和可切换的电流阱可以组合成一个监控装置。监控装置可以优选地实施为专用集成电路(ASIC)。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出，并且将在以下说明中得以详细解释。在附图中，相同的参考标记表示执行相同或相似功能的部件或元件。
图1示出了根据本发明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法的一个实施例的示意性流程图。
图2示出了根据本发明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的变压器组件的一个实施例的示意性框图。
具体实施方式
参考图1和图2，说明了根据本发明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法100的所示实施例。如从图1可见，根据本发明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法100的所示实施例包括步骤S100，其中监控由至少一个电源5提供的输入电压UE。在步骤S110中检验所施加的输入电压UE是否超过可预设的目标电压值。如果不是这种情况，则方法100继续进行步骤S100。如果输入电压UE超过目标电压值，则在步骤S120中对电源5加载可预设的电流水平。在步骤130中检验输入电压UE是否即使在电源5被加载的情况下仍保持高于可预设的目标电压值。如果不是这种情况，则方法100继续进行步骤S160，其中停用对电源5的加载。然后，该方法继续进行步骤S100。这意味着，当输入电压UE由于对电源5的加载而下降到低于可预设的目标电压值时，输入电压UE不会被转换为至少一个输出电压UA。如果输入电压UE即使在电源5被加载的情况下仍保持高于目标电压值，则在步骤S150中将输入电压UE转换为至少一个输出电压UA，其被施加到至少一个车辆部件上。
此外，在所示实施例中，在步骤S150中将输入电压UE转换为至少一个输出电压UA之前，在未示出的步骤中切断对电源5的加载。在所示实施例中，电源5被加载可预设的电流水平持续可预设的时间段。
从图2可进一步看出，根据本发明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的变压器组件1的所示实施例包括：至少一个变压器3，其被实施为将由至少一个电源5提供的输入电压UE转换为被施加到至少一个未示出的车辆部件的至少一个可预设的输出电压；电压监控器14，其被实施为检测输入电压UE；以及评估和控制单元12，其被实施为执行根据本发明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法100。
在变压器组件1的所示实施例中，评估和控制单元12根据可预设的规则激活至少一个变压器3，其中电压监控器14连续地比较所检测到的输入电压UE与可预设的目标电压值，并且将比较结果输出到评估和控制单元12。当输入电压UE高于可预设的阈值时，评估和控制单元12激活可切换的电流阱16，电流阱16对至少一个电源5加载可预设的电流水平。如果在激活电流阱16之后所检测到的输入电压UE保持高于可预设的阈值，则评估和控制单元12激活至少一个变压器3，或者如果输入电压UE由于对电源5的加载而下降到低于可预设的目标电压值，则不激活至少一个变压器。
在变压器组件1的所示实施例中，电压监控器14的目标电压值被预定为固定的阈值。在变压器组件1的一个未示出的实施例中，目标电压值为可自由选择的阈值，并且可以根据所使用的电源5和至少一个变压器3的规格来预定。
此外，在变压器组件1的所示实施例中，可切换的电流阱16的电流水平也被预设为固定的电流值。在变压器组件1的一个未示出的实施例中，电流水平为可自由选择的电流值，并且可以根据所使用的电源5和至少一个变压器3的规格来预定。
如从图2中进一步可见，评估和控制单元12、电压监控器14以及可切换的电流阱16组合成监控装置10。该监控装置10优选地被实施为专用集成电路ASIC。
根据本发明的用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法100可以例如以软件或硬件或者软件和硬件的混合形式例如实现在评估和控制单元12中。

Claims (10)

1.一种用于为至少一个电子车辆部件提供能量的方法(100)，其中监控由至少一个电源(5)提供的输入电压(UE)并且将所述输入电压转换为施加到所述至少一个车辆部件的至少一个输出电压(UA)，其特征在于，如果所施加的输入电压(UE)超过可预设的目标电压值，则对所述电源(5)加载可预设的电流水平，其中如果所述输入电压(UE)即使在所述电源(5)被加载的情况下仍保持高于所述可预设的目标电压值，则将所述输入电压(UE)转换为所述至少一个输出电压(UA)。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，在将所述输入电压(UE)转换为所述至少一个输出电压(UA)之前，切断对所述电源(5)的所述加载。
3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，如果所述输入电压(UE)由于对所述电源(5)的所述加载而下降到低于所述可预设的目标电压值，则不将所述输入电压(UE)转换为所述至少一个输出电压(UA)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(100)，其特征在于，对所述电源(5)加载所述可预设的电流水平持续可预设的时间段。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(100)，其特征在于，如果所述输入电压(UE)下降到低于所述可预设的目标电压值，则切断对所述电源(5)的所述加载。
6.一种用于为至少一个电子车辆部件提供能量的变压器组件(1)，所述变压器组件具有：
至少一个变压器(3)，被实施为将由至少一个电源(5)提供的输入电压(UE)转换为被施加到所述至少一个车辆部件的至少一个可预设的输出电压(UA)；
电压监控器(14)，被实施为检测所述输入电压(UE)；以及
评估和控制单元(12)，被实施为执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
7.根据权利要求6所述的变压器组件(1)，其特征在于，
所述评估和控制单元(12)被实施为根据可预设的规则激活所述至少一个变压器(3)，
其中所述电压监控器(14)还被实施为连续地将所检测到的输入电压(UE)与可预设的目标电压值进行比较，并且将比较结果输出到所述评估和控制单元(12)，
其中所述评估和控制单元(12)还被实施为当所述输入电压(UE)高于可预设的阈值时激活可切换的电流阱(16)，所述电流阱对所述至少一个电源(5)加载可预设的电流水平，
其中如果在激活所述电流阱(16)之后所检测到的输入电压(UE)保持高于所述可预设的阈值，则所述评估和控制单元(12)激活所述至少一个变压器(3)，或者如果所述输入电压(UE)由于对所述电源(5)的所述加载而下降到低于所述可预设的目标电压值，则所述评估和控制单元(12)不激活所述至少一个变压器(3)。
8.根据权利要求7所述的变压器组件(1)，其特征在于，所述电压监控器(14)的目标电压值能够被预设为固定的阈值或可自由选择的阈值。
9.根据权利要求7或8所述的变压器组件(1)，其特征在于，所述可切换的电流阱(16)的电流水平能够被预设为固定的电流值或可自由选择的电流值。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的变压器组件(1)，其特征在于，所述评估和控制单元(12)、所述电压监控器(14)以及所述可切换的电流阱(16)组合成一个监控装置(10)。
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